日糧中不同濃度維生素E對高溫高濕下蜀宣花公牛生理指標及血清生化指標的影響

石溢 易軍 甘佳 方東輝 賀芳 阿果約達 鄧小東 馬曉琴 付茂忠 王巍

摘要：為研究日糧中添加不同濃度維生素E對夏季蜀宣花公牛生理指標和血清生化指標的影響，采用單因子設計，選用年齡、體質量［（450 ±21） kg］相近、健康無病的蜀宣花公牛16頭，隨機分成A、B、C、D組在日糧中添加不同濃度維生素E（0、200、300、400 IU/kg）。結果表明：（1）B、C、D組30 d和60 d呼吸頻率均顯著低于A組（P<0.05）。（2）B組60 d血清GLU濃度顯著高于A組（P<0.05）；B、C、D組30 d和60 d血清AST活性均顯著高于A組（P<0.05）；D組60 d血清ALT活性顯著高于A組（P<0.05）。（3）B、D組30 d血清GSH-Px活性顯著高于A組（P<0.05），B、C、D組60 d血清GSH-Px活性顯著高于A組（P<0.05）；B、C、D組60 d血清SOD活性顯著高于A組（P<0.05）；B、D組30 d血清MDA濃度顯著低于A組（P<0.05）。（4）B、C、D組第30 d血清LH濃度顯著高于A組（P<0.05）。綜上所述，日糧中添加維生素E能降低夏季蜀宣花公牛呼吸頻率，緩解高溫引起的肝臟受損，提高抗氧化能力，促進血清繁殖激素的分泌，維生素E的適宜添加水平為400 IU/kg。

關鍵詞：維生素E；蜀宣花牛；熱應激

中圖分類號：S823.5? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）03-0207-06

我國南方地區多為亞熱帶季風氣候，夏季高溫潮濕多雨。夏季在南方地區養殖肉牛面臨最大的不利因素是高溫、高濕導致肉牛產生熱應激，臨床表現為肉牛食欲不佳，采食量下降，生產性能降低，嚴重影響南方肉牛養殖的經濟效益［1-2］。維生素E是一種脂溶性維生素，研究已經證明在日糧中添加一定量的維生素E能夠提高畜禽抗熱應激能力［3-5］。蜀宣花牛是我國南方第一個自主培育的乳肉兼用牛品種，在我國南方地區均有推廣，推動了我國南方地區肉牛產業發展。但是維生素E對緩解夏季蜀宣花牛的熱應激國內外還鮮有報道，本試驗旨在研究在日糧中添加不同濃度的維生素E對夏季蜀宣花公牛生理及血清生化指標的影響，探討維生素E對緩解夏季南方肉牛熱應激的機理，為我國南方夏季高效、安全飼養肉牛提供一定科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及飼養管理

試驗選擇年齡相近、身體健康、體質量為（450±21） kg、體型外貌符合蜀宣花牛品種特征的蜀宣花公牛16頭，試驗前驅除體內寄生蟲。采用栓系式飼養，每日每頭試驗牛飼喂精料4.0 kg，玉米青貯飼料14 kg，每日飼喂2次（08：00、16：00），飲水2次，各組飼養管理一致。

1.2 試驗設計

隨機將16頭蜀宣花公牛分為4組（A、B、C、D組），每組日糧中添加不同濃度的維生素E（維生素E購自上海源葉生物科技有限公司，貨號：S13016），其中，A組不添加維生素E、B組添加 200 IU/kg 維生素E、C組添加300 IU/kg維生素E、D組添加 400 IU/kg 維生素E。

1.3 試驗地點和試驗期

本試驗于2020年5—8月在四川宣漢縣牛犇養殖專業合作社進行，預飼期為7 d，正式試驗期為60 d。

1.4 樣本采集和測試

1.4.1 牛舍溫濕度指數

在牛舍內牛床上方距地面1.5 m處懸掛溫濕度記錄儀（購于江蘇省精創電氣股份有限公司，型號：RC-4HC），整個試驗期間不間斷記錄牛舍溫濕度。根據溫度和濕度計算溫濕指數（THI）。THI=（1.8×T+32）-（0.55-0.55×RH×0.01）×（1.8×T-26），式中T表示溫度，RH表示濕度。

1.4.2 生理指標

分別于試驗期0、30、60 d測定試驗牛的直腸溫度和呼吸頻率。

1.4.3 血液生化指標

分別于試驗期0、30、60 d早晨09：00進行空腹頸靜脈采血，每次采集血樣 10 mL/頭（2份），一份加入抗凝劑制成抗凝血漿，另一份靜置15 min，4 000 r/min離心10 min，分離血清，冷凍保存于-80? ℃，備用。

指標測定：血清生化指標委托西南醫科大學附屬成都三六三醫院檢驗科檢測；血清中皮質醇（COR）濃度、促黃體生成素（LH）濃度、促卵泡促卵泡激素（FSH）濃度、睪酮（T）濃度、總抗氧化能力（T-AOC）、丙二醛（MDA）濃度、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性，采用南京建成生物工程研究所有限公司提供的試劑盒測定。

1.5 統計分析

試驗數據采用單因子ANOVA（SPASS 20.0）進行分析，并結合Duncans法進行多重比較，結果采用“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 牛舍內THI變化

由表1、圖1可知，試驗期間牛舍內平均THI≥72，表明在此期間牛舍內牛處于熱應激狀態。

2.2 維生素E對蜀宣花牛生理指標的影響

由表2可知，不同時間點同組間比較發現，A組和D組組內呼吸頻率在不同時間點變化不顯著（P>0.05）；B組和C組組內30 d較0 d分別顯著下降20.75%和20.83%（P<0.05），60 d較 0 d 分別顯著下降21.70%和27.08%（P<0.05），30 d和 60 d 呼吸頻率變化不顯著（P>0.05）。相同時間點不同組間比較發現，0 d各組呼吸頻率差異不顯著（P>0.05）；30 d，B、C、D組呼吸頻率較A組分別顯著下降22.22%、29.63%和20.37%（P<0.05），其中，C組呼吸頻率顯著低于B、D組（P<0.05）；60 d，B、C、D組呼吸頻率較A組分別下降17.82%（P<0.05）、30.69%（P<0.05）和19.80%（P<0.05），且C、D這2組呼吸頻率顯著低于B組（P<0.05）。

各試驗組試驗期間直腸溫度相對穩定，無顯著性差異（P>0.05）。

2.3 維生素E對蜀宣花牛血清生化指標的影響

由表3可知，各試驗組試驗期間血清中總蛋白（TP）濃度相對穩定，無顯著性變化（P>0.05）。

不同時間點同組間比較發現，A、C、D組血清葡萄糖（GLU）濃度變化不顯著（P>0.05）；B組30 d和60 d血清GLU濃度較0 d分別顯著升高13.42%和15.53%（P<0.05）。相同時間不同組間比較發現，0 d時各組GLU濃度差異不顯著（P>0.05）；30 d，B組GLU濃度顯著高于A、C、D組（P<0.05）；60 d，B組GLU濃度顯著高于A組（P<0.05）。

不同時間點同組間比較發現，A組血清門冬氨酸氨基轉移酶（AST）活性變化不顯著（P>0.05），B、C、D組AST活性隨時間的增加呈下降趨勢，B、C、D組30、60 d血清AST活性較0 d分別顯著下降27.39%、38.00%、25.51%、43.22%、53.50%和40.82%（P<0.05）。相同時間不同組間比較發現，A組30、60 d血清AST活性均顯著高于B、C、D組血清AST活性（P<0.05）。

不同時間點同組間比較發現，B、C、D組血清丙氨酸氨基轉移酶（ALT）活性隨著時間增加呈下降趨勢，其中，D組30 d和60 d血清濃度較0 d分別顯著下降25.66%和35.40%（P<0.05）。相同時間點不同組間比較發現，60 d A組血清ALT活性顯著高于D組（P<0.05）。

2.4 維生素E對熱應激蜀宣花牛血清抗氧化性能的影響

由表4可知，不同時間點同組間比較發現，A組60 d血清GSH-Px活性較30 d顯著下降10.41%（P<0.05）；B組血清GSH-Px活性變化不顯著（P>0.05）；C組30 d和60 d血清GSH-Px活性較0 d顯著升高24.30%和26.03%（P<0.05）；D組30 d和60 d血清GSH-Px活性較0 d顯著升高22.02%和20.86%（P<0.05）。相同時間不同組間比較發現，0 d時各組血清GSH-Px活性差異不顯著（P>0.05）；30 d時B組和D組血清GSH-Px活性顯著高于A組（P>0.05）；60 d時B組、C組和D組血清GSH-Px活性顯著高于A組（P<0.05）。

不同時間點同組間比較發現，A組30 d和60 d血清SOD活性分別較0 d顯著下降39.57%和36.29%（P<0.05）；B、C、D組下降不顯著（P>0.05）。相同時間點不同組間比較發現，0 d和60 d各組血清SOD活性差異不顯著（P>0.05）；30 d時B、C、D組血清SOD活性顯著高于A組（P<0.05）。

各試驗組試驗期間血清T-AOC相對穩定，無顯著性變化（P>0.05）。

不同時間點同組間比較發現，A組30 d血清MDA濃度較0 d升高42.14%（P<0.05）；B組30 d血清MDA濃度較0 d下降52.55%（P<0.05）；C、D組血清MDA濃度變化不顯著（P>0.05）。相同時間不同組間比較發現，0 d和60 d，各組血清MDA濃度差異不顯著（P>0.05）。30 d時C組和D組血清MDA濃度顯著低于A組（P<0.05）。

2.5 維生素E對蜀宣花牛血清激素水平的影響

由表5可知，不同時間點同組內比較發現，A組血清LH濃度變化不顯著（P>0.05）；B組30 d血清LH濃度較0 d顯著升高77.66%（P<0.05）；C組和D組30 d血清LH濃度較0 d和60 d分別顯著升高52.56%、30.70%、103.34%和109.77%（P<0.05）。

相同時間點不同組間比較發現，0 d和60 d時各組血清LH濃度差異不顯著（P>0.05）；30 d時B、C、D組血清LH濃度顯著高于A組（P<0.05）。

各試驗組試驗期間血清FSH濃度相對穩定，無顯著性變化（P>0.05）。

不同時間點同組內比較發現，A組30 d血清COR濃度較0 d升高17.49%（P<0.05）；B組30 d血清COR濃度較0 d上升27.34%（P<0.05），較60 d上升33.13%（P<0.05）；C組60 d血清COR濃度較0 d和30 d分別顯著下降19.77%和21.50%（P<0.05）；D組血清COR濃度變化不顯著（P>0.05）。相同時間不同組間比較發現，各組間COR濃度差異不顯著（P>0.05）。

不同時間點同組內比較發現，C組30 d血清T濃度較0 d上升19.70%（P<0.05）。相同時間點不同組間比較發現，各組血清T濃度差異不顯著（P>0.05）。

3 討論

3.1 維生素E對熱應激蜀宣花公牛呼吸頻率和直腸溫度的影響

我國南方地區以亞熱帶季風氣候為主，夏季高溫高濕，肉牛極易處于熱應激狀態。熱應激狀態下，肉牛的采食量、抵抗力和繁殖力均會下降，甚至引起各種疾病。本試驗點處于四川省宣漢縣，夏季悶熱潮濕。本研究發現，6—8月牛舍內THI均高于72，表明整個試驗間試驗牛均處于熱應激環境下。在適宜的環境溫度下，牛的呼吸頻率為20～40次/min，體溫約38.5 ℃。在熱應激狀態下，肉牛通過增加呼吸頻率來增加蒸發散熱，當呼吸代償仍不能有效緩解環境溫度對機體的影響時，肉牛體溫才會升高［6-7］。本研究中，A組牛群呼吸頻率差異不顯著（P>0.05），B、C、D組牛群呼吸頻率較A組顯著下降（P<0.05），表明蜀宣花牛具有較強的抗熱應激能力，在熱應激狀態下仍能維持穩定的呼吸頻率，同時在日糧中添加維生素E能有效降低處于高溫高濕狀態下蜀宣花牛的呼吸頻率。在整個試驗過程中，各試驗組牛群直腸溫度均處于穩定狀態，表明高濕熱狀態不會影響試驗牛群直腸溫度，可能是因為育肥牛的體溫調節能力強于生長牛，也可能是由于在試驗的THI范圍內蜀宣花牛能通過其他方式來增加散熱，從而保持體溫的穩定［8］。

3.2 維生素E對熱應激蜀宣花公牛血液生化指標的影響

TP、GLU、AST和ALT指標是反映動物肝功能狀態的主要指標［9］。TP是反映機體蛋白質代謝水平和機體營養狀況的指標，當機體營養狀況良好時，蛋白質合成量有所增加，血漿中總蛋白含量也會增加［10］。在熱應激狀態下，動物通過降低采食量，從而減少消化吸收產熱，但減少采食量會對動物機體營養狀況造成影響。本研究中各試驗組肉牛血清TP濃度變化無顯著性差異，表明在日糧中添加維生素E對蜀宣花公牛血清TP濃度無顯著性影響。GLU是動物機體重要的供能物質，對維持動物正常生理機能起著巨大的作用。正常情況下GLU在肝臟的調解下是穩定的，當GLU低于正常值時，動物可能有營養不良、酮病等發生［11］。本研究中A組蜀宣花公牛血清GLU濃度呈下降趨勢，而B、C、D組蜀宣花公牛血清GLU濃度均有不同程度上升，可能是因為高溫高濕環境下蜀宣花牛采食量下降，造成營養供給不足，從而導致蜀宣花牛血清GLU濃度下降；在飼料中添加維生素E能緩解蜀宣花牛熱應激、增加采食量，故B、C、D組血清GLU濃度呈上升趨勢。其中，B組血清GLU濃度顯著升高（P<0.05），表明在日糧中添加200 IU/kg的維生素E能提高高溫高濕下蜀宣花公牛血清GLU濃度。AST和ALT是動物機體內非特異性功能酶，大量存在于肝臟組織中，當動物肝臟受損和發生炎癥時，血清中的AST和ALT活性會升高，因此血清中AST和ALT活性通常作為檢測肝細胞受損程度的重要指標。本研究中B、C、D組血清AST活性顯著下降（P<0.05），表明在日糧中添加維生素E能降低高溫高濕下蜀宣花公牛血清AST活性。D組60 d血清ALT活性顯著低于0 d（P<0.05），表明在日糧中添加400 IU/kg維生素E能降低血清ALT活性。

3.3 維生素E對蜀宣花公牛血清抗氧化指標的影響

自由基是動物機體內重要的活性元素，是細胞進行生命活動不可或缺的活性物質。研究表明，低劑量的自由基能增強機體免疫能力、提高部分酶的活性、參與機體內一些活性物質合成和信號傳導等功能［12］。在正常生理情況下，機體內自由基的產生和清除處于動態平衡［13］。大量的研究表明，高溫應激能誘發組織缺氧和缺血，從而降低細胞清除自由基能力，造成自由基增加，大量的自由基會破壞動物體內的抗氧化酶系統，最終導致細胞膜破壞及產生毒性代謝產物［14-15］。GSH-Px和SOD是體內廣泛存在的2種重要的抗氧化酶，其活性反映了機體清除氧自由基的能力；T-AOC是衡量機體抗氧化系統功能狀況的綜合性指標，可代表和反映機體抗氧化酶系統和非酶系統對外來刺激的代償能力以及機體自由基代謝的狀態；MDA是氧自由基引起的脂質過氧化反應所產生的脂質過氧化物在機體內代謝的終產物，其含量與機體組織細胞的脂質過氧化程度有關［13，16-17］。本次試驗中，添加不同濃度的維生素E能在一定程度上顯著提高血清GSH-Px和SOD的活性（P<0.05），顯著降低血清MDA含量（P<0.05），對T-AOC無顯著性影響（P>0.05），表明在日糧中添加維生素E能提高蜀宣花牛的抗氧化能力，降低熱應激對機體的損害。

3.4 維生素E對蜀宣花公牛血清激素的影響

FSH和LH是動物垂體前葉合成分泌的糖蛋白促性腺激素，對雄性動物的精子產生起著重要的調節作用［18-19］。在雄性激素的作用下，FSH和LH不僅能促進精子成熟，而且對性腺以外的組織發育也具有一定的積極作用［20］。環境應激對雄性動物生殖機能的影響主要通過下丘腦—垂體—睪丸軸起作用。在應激情況下，下丘腦分泌GnRH減少，使垂體分泌FSH和LH減少，導致動物繁殖機能下降，甚至出現不育［21］。本研究發現，在日糧中添加不同濃度的維生素E能在試驗30 d顯著提高蜀宣花公牛血清LH濃度，對血清FSH濃度無顯著影響。皮質醇是由腎上腺皮質的束狀帶和網狀帶分泌的糖皮質激素，主要參與糖代謝的調節［22］。本試驗結果表明，C組蜀宣花公牛30 d血清皮質醇濃度顯著（P<0.05）升高。本試驗結果表明，日糧中添加 300 IU/kg 的維生素E對肉牛的腎上腺有一定影響，增強了腎上腺皮質的分泌活動。T是由睪丸分泌的一種類固醇激素，在維持雄性第二性征，促進精子成熟，刺激副性腺發育等方面起著重要作用，研究表明LH合成減少會降低T分泌水平［23］。本試驗結果表明，在日糧中添加不同濃度的維生素E能提高30 d蜀宣花公牛血清T濃度，且當維生素E濃度為300 IU/kg時能顯著（P<0.05）提高30 d蜀宣花公牛血清T濃度，也驗證了血清LH合成能影響血清T分泌，但其影響機制還需進一步研究。

3.5 蜀宣花牛耐熱應激研究

蜀宣花牛是我國南方培育的乳肉兼用型牛種，在熱應激狀態下蜀宣花牛各項血液指標變化模式與荷斯坦牛和西門塔爾牛差異較大，血液指標變化模式證明蜀宣花牛有更強的抗熱應激能力［24］。在研究牛種資源抗熱應激調控機制時，發現在熱應激條件下，蜀宣花牛HSP70基因的表達量極顯著高于荷斯坦牛、娟荷雜交牛，證明了蜀宣花牛的抗熱應激強于荷斯坦牛和娟荷雜交牛［25］。本試驗結果表明，日糧中未添加維生素E組蜀宣花公牛在 30 d 和60 d血清中SOD活性顯著下降，MDA和COR濃度在30 d顯著升高（P<0.05），在60 d無顯著性差異，其余指標均無顯著性變化。本研究結果也證明，蜀宣花牛有較強的耐熱應激能力，這可能是因為蜀宣花牛特殊的遺傳背景。蜀宣花牛含有6.25%的宣漢黃牛（巴山牛）血緣，而宣漢黃牛的耐熱應激能力較強［7］。但是蜀宣花牛耐熱應激的分子機制還需進一步研究。

4 結論

在日糧中添加維生素E能降低蜀宣花公牛呼吸頻率，緩解熱應激狀態下蜀宣花公牛肝臟受損，提升抗氧化能力，促進繁殖激素的分泌。綜合各項試驗結果，在日糧中添加400 IU/kg維生素E效果較好。

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